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摘要：本文通过研究燃气-蒸汽联合循环机组在运行过程中发生天然气供气压力低报警，导致AGC自动退出的故障形成原因，并提出了解决方案，从而保障机组安全运行的案例，共同学习探讨设备定期维护的重要性以及为同类型电厂的检修维保人员提供有益的参考。
关键词：AGC，天然气，调压阀，消音器
Abstract: in this paper, through the research of gas - steam combined cycle unit of natural gas supply pressure low alarm in the process of operation, resulting in failure of AGC automatically exit the causes, and puts forward the solutions, so as to ensure the safe operation of the unit case, provides the beneficial reference importance of common learning equipment regular maintenance and for the same type of power plant maintenance maintenance personnel.
Keywords: AGC, natural gas, pressure regulating valve, muffler
中图分类号：TB486文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1前言
燃气-蒸汽联合循环机组主要包括进气系统、排气系统、气体燃料控制系统、吹洗系统、冷却密封空气系统、水洗系统以及通风加热系统、消防系统等，其中，天然气燃料供应和控制系统是燃气-蒸汽联合循环机组运行的至关重要的一环。
2故障现象
2012年11月某天，#3燃机负荷在350MW左右，Mark Ⅵ发出天然气压力低报警，AGC（Automatic Generation Control自动发电量控制）自动退出。运行人员随即通知热工人员进行检查，被告知是由于P1压力低引起的。
P1测点位于燃料模块间辅助切断阀滤网前，9FA燃机Mark Ⅵ系统设定：当P1压力低于422PSI（即2.91Mpa）时，机组AGC就会自动退出。在供气压力要求上，对于一台正在运行的燃气轮机，最大可达到的输出功率是在最低环境温度条件下是由供气压力决定的。燃料气体供应压力要允许在最低的现场环境温度时，经过所有阀门、管道和燃料喷嘴进入燃烧室的燃料流量为最大流量，这就保证了燃料控制系统将不会限制燃气轮机的输出功率。
3原因查看
经过检修人员对事件的了解，原来缘于热工在对天然气调压站#3机B调压支路控制阀的指挥阀进行调试期间，由于工作需要把B调压支路进行解列，运行人员在把B路入口球阀关到50%左右时，#3机供气支路出口球阀压力骤降引起的。运行人员随即恢复打开B路入口球阀，供气压力恢复正常。
正常来说，每台燃机有两条调压支路，一运一备，单条调压支路最大流量为73000Nm³/h，完全能满足燃机工作需求，不应该产生如此大的压降。
供气支路入口压力约为38—40barg，要求的出口压力为35barg。#3机天然气供气管路分A、B两条支管，天然气经过凝聚式过滤器后依次经过入口手动球阀、SSV阀（紧急关断阀）、监控调压阀、工作调压阀和出口手动球阀，然后至天然气前置模块。
工作人员观察两条支路入口球阀前的压力，约3.8Mpa，属正常范围。同时观察工作调压阀和监控调节阀的开度，发现A支路2个阀门的开度都在100%，而B支路工作、监控调节阀分别为20%和100%。正常来说，运备两路监控调压阀的开度应保持100%全开，而工作调压阀参与压力调节，一般运行支路维持在15%的开度范围内、备用支路的开度则为0。
有鉴于前述供气压降突变较大以及结合以前的检修工作经验，我们首先把目光和工作对象放在了A调压支路的2个调压阀前的SSV阀上。
4故障排除
① 氮气置换：
天然气是易燃易爆气体，因此首先必须将运行A路解列退出运行后并對其进行氮气-天然气置换操作，充氮压力为1.6-2bar，用便携式测爆仪检查天然气气体浓度低于爆炸极限后方可进行相关的检修工作。
② SSV阀检查：
SSV阀为紧急切断阀，DN=200mm，位于调压阀上游，该阀设定当阀后压力低于0.3Mpa时紧急自动关闭，起切断燃气供应和安全保护的作用。由于SSV阀阀芯工作阀杆直径很小，在此之前曾发生阀芯松脱导致阀门不能正常开启的案例，因此有理由怀疑同样故障出现，造成下游调压阀因供气压力不足而双双全开。
工作人员对SSV阀进行拆卸解体检查，打开SSV阀并没有如料想那样出现阀芯脱落的问题，相反，一切机械机构正常，没有发现磨损、松动、卡涩、泄漏等问题。工作人员随即对下游的调压阀进行了查看，首先检查的是监控调压阀。
③ 监控调压阀检查：
燃机调压系统的设计是为了将天然气的压力降低到一个稳定的值，以给燃气轮机提供燃料。正常运行时，天然气调压由工作调压器来完成，工作调压器通过指挥器这一装置感应调压器的出口压力，当出口压力小于指挥器的设定压力时，调压阀会自动开大，使调压器的出口压力恢复到设定压力，当因天然气需要量减少，而引起调压阀出口压力高于指挥器的设定值，调压阀会自动关小，使调压阀后的出口压力恢复到原设定值。
工作人员将监控调压阀底部法兰拆除，压在法兰上部的圆筒型消音器逐渐露出。消音器是一个全封闭多孔蜂巢型金属装置，固定在消音器固定支架后嵌在调压阀底部法兰圆周凹槽内，底部法兰螺栓上紧后可以将其固定并把调压阀阀芯、阀座包裹在内筒里面。由于机组运行时，支管天然气流量高达73000Nm³/h，会产生尖锐刺耳的噪音，当调压阀打开时，天然气流入阀腔并通过打开的阀芯流入消音器内筒后再通过消音器上密布的小孔发散进入调压阀出口通道，因此，消音器在起到消音效果的同时还兼备了一定的过滤功能。
工作人员将消音器拿掉，检查调压阀阀杆、阀芯与阀座等部位的开闭动作情况，均无发现异常，用氮气对消音器进行洗涤，检查消音器是否有堵塞，也没有发现缺陷。随后将之装复，准备对工作调压阀进行检查。
④工作调压阀检查：
调压阀的调节方式为机械式常规调节，普遍应用在燃气电厂的天然气压力调节。因为监控调压阀设计成失效长开形式，所以当工作路的监控调压阀失效时，该阀门将处于全开状态，此时该调压阀出口压力将上升，当调压阀出口压力高于工作调压阀的设定值后，工作调压阀就会替代监控调压阀进行调压工作。因此，支管主要的压力调节工作其实由工作调压阀承担。
与上述第③点相同，对工作调压阀进行了拆卸检查，与监控调压阀消音器不同的是，工作调压阀的消音器是半封闭的，如下图：
图1 工作调压阀消音器
在经过对工作调压阀阀杆、阀芯与阀座等部位的开闭动作情况进行检查均无发现异常后进行装复。检修人员再次联系运行将A调压支路投入运行检验，在关闭B路入口球阀时问题再次出现。此时，检修人员陷入了思考。
笔者仔细回想检查的每一个步骤和细节，注意到一个非常容易让人忽视的细节：由于工作调压阀消音器为半封闭结构，工作人员认为当阀门开启时，阀杆的行程应与监控调压阀一样，那么天然气也就顺理成章地从槽型孔流出，因此不会存在消音器堵塞问题，于是在之前的检查中并没有对消音器进行氮气冲洗。虽然说进入供气管路的天然气在入口球阀前面有凝聚式过滤芯的过滤，再经过监控调压阀全封闭型消音器的过滤，工作调压阀消音器使用半封闭型结构一来因为至此所含的杂质和固体颗粒已微乎其微，二来也可以节省材料成本，这似乎能解释得通，但事实是否如此呢？
有鉴于此，笔者组织人员再次对该消音器进行了检查。在进行氮气冲洗工作中发现氮气根本无法从消音器流出，由此证明该消音器堵塞非常严重；其次，笔者对阀杆的行程和消音器的尺寸进行了测量和对比，发现该阀在100%开启时，流体也只能经消音器发散进入出口球阀，而不是通过槽型孔。槽型孔的作用是主要是方便工作人员将消音器从固定框架中拆卸下来进行更换用，而且在前置过滤器模块还装备了2个过滤器对燃气进行过滤，由此完全推翻了上述的两个设想。
由于消音器堵塞严重无法清洗且暂无备品，经研究决定取消该阀的消音器，直接将固定框架装复后并进行充分的氮气置换，重新投入运行检验。果不其然，#3级A调压支路各项参数恢复正常（但运行中比没拆消音器前噪音大）。
5结束语
检修工作是一项细致的工作，设备结構的细微差异一定有其原因，这必须搞清楚，绝不能被设备有类似的工作原理、结构等表象以及自身已有的经验所欺骗，容不得一丝一毫的粗心或懈怠，细节决定成败的道理也正在于此。其次，在案例中，由于管道内天然气流量巨大，流速较高，对管道内表面金属的冲刷作用也比较厉害，加上过滤器性能的制约，一些0.5-2μm或0.5μm以下固体颗粒的“漏网之鱼”仍然会随着时间推移逐渐堵塞消音器，因此必须做好相应的定期维护工作，同时在备品备件方面也要紧贴生产实际不拖后腿，只有这样全方位着手才能确保机组安全运行。
参考文献：
1焦树建.燃气-蒸汽联合循环.北京.机械工业出版社，2003.
2杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行.北京.中国电力出版社，2003.
3黄春芳.天然气管道输送技术.北京.中国石化出版社，2009.
4梁平.天然气操作技术与安全管理.北京.化学工业出版社，2012.
关键词：AGC，天然气，调压阀，消音器
Abstract: in this paper, through the research of gas - steam combined cycle unit of natural gas supply pressure low alarm in the process of operation, resulting in failure of AGC automatically exit the causes, and puts forward the solutions, so as to ensure the safe operation of the unit case, provides the beneficial reference importance of common learning equipment regular maintenance and for the same type of power plant maintenance maintenance personnel.
Keywords: AGC, natural gas, pressure regulating valve, muffler
中图分类号：TB486文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1前言
燃气-蒸汽联合循环机组主要包括进气系统、排气系统、气体燃料控制系统、吹洗系统、冷却密封空气系统、水洗系统以及通风加热系统、消防系统等，其中，天然气燃料供应和控制系统是燃气-蒸汽联合循环机组运行的至关重要的一环。
2故障现象
2012年11月某天，#3燃机负荷在350MW左右，Mark Ⅵ发出天然气压力低报警，AGC（Automatic Generation Control自动发电量控制）自动退出。运行人员随即通知热工人员进行检查，被告知是由于P1压力低引起的。
P1测点位于燃料模块间辅助切断阀滤网前，9FA燃机Mark Ⅵ系统设定：当P1压力低于422PSI（即2.91Mpa）时，机组AGC就会自动退出。在供气压力要求上，对于一台正在运行的燃气轮机，最大可达到的输出功率是在最低环境温度条件下是由供气压力决定的。燃料气体供应压力要允许在最低的现场环境温度时，经过所有阀门、管道和燃料喷嘴进入燃烧室的燃料流量为最大流量，这就保证了燃料控制系统将不会限制燃气轮机的输出功率。
3原因查看
经过检修人员对事件的了解，原来缘于热工在对天然气调压站#3机B调压支路控制阀的指挥阀进行调试期间，由于工作需要把B调压支路进行解列，运行人员在把B路入口球阀关到50%左右时，#3机供气支路出口球阀压力骤降引起的。运行人员随即恢复打开B路入口球阀，供气压力恢复正常。
正常来说，每台燃机有两条调压支路，一运一备，单条调压支路最大流量为73000Nm³/h，完全能满足燃机工作需求，不应该产生如此大的压降。
供气支路入口压力约为38—40barg，要求的出口压力为35barg。#3机天然气供气管路分A、B两条支管，天然气经过凝聚式过滤器后依次经过入口手动球阀、SSV阀（紧急关断阀）、监控调压阀、工作调压阀和出口手动球阀，然后至天然气前置模块。
工作人员观察两条支路入口球阀前的压力，约3.8Mpa，属正常范围。同时观察工作调压阀和监控调节阀的开度，发现A支路2个阀门的开度都在100%，而B支路工作、监控调节阀分别为20%和100%。正常来说，运备两路监控调压阀的开度应保持100%全开，而工作调压阀参与压力调节，一般运行支路维持在15%的开度范围内、备用支路的开度则为0。
有鉴于前述供气压降突变较大以及结合以前的检修工作经验，我们首先把目光和工作对象放在了A调压支路的2个调压阀前的SSV阀上。
4故障排除
① 氮气置换：
天然气是易燃易爆气体，因此首先必须将运行A路解列退出运行后并對其进行氮气-天然气置换操作，充氮压力为1.6-2bar，用便携式测爆仪检查天然气气体浓度低于爆炸极限后方可进行相关的检修工作。
② SSV阀检查：
SSV阀为紧急切断阀，DN=200mm，位于调压阀上游，该阀设定当阀后压力低于0.3Mpa时紧急自动关闭，起切断燃气供应和安全保护的作用。由于SSV阀阀芯工作阀杆直径很小，在此之前曾发生阀芯松脱导致阀门不能正常开启的案例，因此有理由怀疑同样故障出现，造成下游调压阀因供气压力不足而双双全开。
工作人员对SSV阀进行拆卸解体检查，打开SSV阀并没有如料想那样出现阀芯脱落的问题，相反，一切机械机构正常，没有发现磨损、松动、卡涩、泄漏等问题。工作人员随即对下游的调压阀进行了查看，首先检查的是监控调压阀。
③ 监控调压阀检查：
燃机调压系统的设计是为了将天然气的压力降低到一个稳定的值，以给燃气轮机提供燃料。正常运行时，天然气调压由工作调压器来完成，工作调压器通过指挥器这一装置感应调压器的出口压力，当出口压力小于指挥器的设定压力时，调压阀会自动开大，使调压器的出口压力恢复到设定压力，当因天然气需要量减少，而引起调压阀出口压力高于指挥器的设定值，调压阀会自动关小，使调压阀后的出口压力恢复到原设定值。
工作人员将监控调压阀底部法兰拆除，压在法兰上部的圆筒型消音器逐渐露出。消音器是一个全封闭多孔蜂巢型金属装置，固定在消音器固定支架后嵌在调压阀底部法兰圆周凹槽内，底部法兰螺栓上紧后可以将其固定并把调压阀阀芯、阀座包裹在内筒里面。由于机组运行时，支管天然气流量高达73000Nm³/h，会产生尖锐刺耳的噪音，当调压阀打开时，天然气流入阀腔并通过打开的阀芯流入消音器内筒后再通过消音器上密布的小孔发散进入调压阀出口通道，因此，消音器在起到消音效果的同时还兼备了一定的过滤功能。
工作人员将消音器拿掉，检查调压阀阀杆、阀芯与阀座等部位的开闭动作情况，均无发现异常，用氮气对消音器进行洗涤，检查消音器是否有堵塞，也没有发现缺陷。随后将之装复，准备对工作调压阀进行检查。
④工作调压阀检查：
调压阀的调节方式为机械式常规调节，普遍应用在燃气电厂的天然气压力调节。因为监控调压阀设计成失效长开形式，所以当工作路的监控调压阀失效时，该阀门将处于全开状态，此时该调压阀出口压力将上升，当调压阀出口压力高于工作调压阀的设定值后，工作调压阀就会替代监控调压阀进行调压工作。因此，支管主要的压力调节工作其实由工作调压阀承担。
与上述第③点相同，对工作调压阀进行了拆卸检查，与监控调压阀消音器不同的是，工作调压阀的消音器是半封闭的，如下图：
图1 工作调压阀消音器
在经过对工作调压阀阀杆、阀芯与阀座等部位的开闭动作情况进行检查均无发现异常后进行装复。检修人员再次联系运行将A调压支路投入运行检验，在关闭B路入口球阀时问题再次出现。此时，检修人员陷入了思考。
笔者仔细回想检查的每一个步骤和细节，注意到一个非常容易让人忽视的细节：由于工作调压阀消音器为半封闭结构，工作人员认为当阀门开启时，阀杆的行程应与监控调压阀一样，那么天然气也就顺理成章地从槽型孔流出，因此不会存在消音器堵塞问题，于是在之前的检查中并没有对消音器进行氮气冲洗。虽然说进入供气管路的天然气在入口球阀前面有凝聚式过滤芯的过滤，再经过监控调压阀全封闭型消音器的过滤，工作调压阀消音器使用半封闭型结构一来因为至此所含的杂质和固体颗粒已微乎其微，二来也可以节省材料成本，这似乎能解释得通，但事实是否如此呢？
有鉴于此，笔者组织人员再次对该消音器进行了检查。在进行氮气冲洗工作中发现氮气根本无法从消音器流出，由此证明该消音器堵塞非常严重；其次，笔者对阀杆的行程和消音器的尺寸进行了测量和对比，发现该阀在100%开启时，流体也只能经消音器发散进入出口球阀，而不是通过槽型孔。槽型孔的作用是主要是方便工作人员将消音器从固定框架中拆卸下来进行更换用，而且在前置过滤器模块还装备了2个过滤器对燃气进行过滤，由此完全推翻了上述的两个设想。
由于消音器堵塞严重无法清洗且暂无备品，经研究决定取消该阀的消音器，直接将固定框架装复后并进行充分的氮气置换，重新投入运行检验。果不其然，#3级A调压支路各项参数恢复正常（但运行中比没拆消音器前噪音大）。
5结束语
检修工作是一项细致的工作，设备结構的细微差异一定有其原因，这必须搞清楚，绝不能被设备有类似的工作原理、结构等表象以及自身已有的经验所欺骗，容不得一丝一毫的粗心或懈怠，细节决定成败的道理也正在于此。其次，在案例中，由于管道内天然气流量巨大，流速较高，对管道内表面金属的冲刷作用也比较厉害，加上过滤器性能的制约，一些0.5-2μm或0.5μm以下固体颗粒的“漏网之鱼”仍然会随着时间推移逐渐堵塞消音器，因此必须做好相应的定期维护工作，同时在备品备件方面也要紧贴生产实际不拖后腿，只有这样全方位着手才能确保机组安全运行。
参考文献：
1焦树建.燃气-蒸汽联合循环.北京.机械工业出版社，2003.
2杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行.北京.中国电力出版社，2003.
3黄春芳.天然气管道输送技术.北京.中国石化出版社，2009.
4梁平.天然气操作技术与安全管理.北京.化学工业出版社，2012.